测量实训教案

石家庄财经职业学院

实 训 教 师 授 课 教 案

20 /20 学年 第 学期

教学后记：

学习情境1：四边形水平内角测量项目第一阶段：咨讯阶段

项目简介：分别采用经纬仪和全站仪，以一个四边形的四个水平内角测量为工作任务，使学生掌握测量的基础知识、仪器构造与应用、角度测量与计算的方法、测量误差知识、仪器的检验等方面的能力。

§1．1 测量的基础知识

1．1．1 建筑工程测量的任务

一、测量学的定义与基本任务

研究地球形状、大小和地表（包括地面上各种物体）的几何形状及其空间位置的科学。

测量工作的一个基本任务便是求得点的规定坐标系中的坐标值

二、建筑工程测量的主要任务

1、勘察设计阶段：地形图，提供设计依据

2、施工阶段：施工前放线，施工中轴线（斜）、高程（层高）控制，竣工测量得竣工图

3、施工及运营阶段的监测

三、建筑工程测量工作的分类

测定

地面图纸

测设

1．1．2 测量工作的基准面和基准线

一、地球的形状和大小

1）地球表面起伏最大值/地球半径≈20/6371很小

2）地球表面71%的都是水

大地体：人们设想有一个不受风浪和潮汐影响的静止海水面，

向陆地和岛屿延伸形成一个封闭的形体，用此代表地球的形状和大小

大地体接近旋转椭球体：a=6378 140 m b=6356 755 m

扁率α=（a-b）/a=1/298.257

在精度不高时，把地球看做球体，半径为6371km

二、测量工作的基准面和基准线

铅垂线：某点的重力方向线，可用悬挂垂球的细线方同来表示

水平线：与铅垂线正交的直线

水平面：与铅垂线正交的平面称为水平面

水准面：处处与重力方向垂直的连续曲面，任何自由静止的水面都是水准面

大地水准面：与不受风浪和潮汐影响的静止海水面相吻合的水准面

铅垂线、大地水准面是测量工作的基准线和基准面

课堂讨论：为什么选择铅垂线、大地水准面为测量工作的基准线和基准面？

讨论引导要点：从稳定性、唯一性和易于测量方面来考虑基准线和基准面的选择。

1．1．3 地面点位的确定

一、确定地面点位的方法

测量工作的实质：确定地面点的空间位置

点的空间位置（三维）=该点在水准面或水平面（球面或平面）的位置（二维）+该点到大地水准面的铅垂距离（一维）

二、地面点的高程

绝对高程——地面点到大地水准面的铅垂距离。

简称高程。用H表示，如H A

相对高程——地面点到假定水准面的铅垂距离。

用H´表示，如H´A

高差——地面两点之间的高程差。用h表示。

如：h AB=H B-H A= H´B-H´A h BA=H A-H B=H´A-H´B h AB=-h BA

我国在青岛设立验潮站，长期观察和记录黄海海水面的高低变化，取其平均值作为大地水准面的平均位置（其高程为零），并在青岛观象山上建立了水准原点。将大地水准面的平均位置引测到水准原点，我国采用“1985年高程基准”，水准原点高程为72.260m。

三、地面点的坐标

1、地理坐标

2、平面直角坐标

（1）高斯平面直角坐标

（2）独立平面直角坐标

以西南角为坐标原点，纵轴为X轴，横轴为Y轴，

X轴正向为正北方向，负向为正南方向，Y轴正向为正东

方向，负向为正西方向（上北下南左西右东），象限以顺

时针方向编号。

五、以水平面代替水准面的限度

如果把一小块水准面当作平面看待，其产生的变形不超过测量和制图误差的容许范围时，即可在局部范围内，用水平面代替水准面，使测量和绘图工作大大简化。

结论：（1）在10km为半径的圆面积之内进行距离测量时，可以用水平面代替水准面，而不需考虑地球曲率对距离的影响。

（2）就高程测量而言，即使距离很短，也应用水准面作为测量的基准面，即应顾及地球曲率对高程的影响。

课堂讨论：测量学中的直角坐标系与数学中的直角坐标系有何异同？

讨论引导要点：引导学生绘制两种直角坐标系，从X、Y轴代表的方向、

象限转向、X、Y轴位置方面分析不同之处，从坐标系基本要素、计算公

式等方面

1．1．4 测量工作的基本内容与基本原则

一、测量工作的基本内容

主要目的：确定点的坐标和高程

测量工作的基本内容：高程测量、角度测量、距离测量

测量工作一般分外业和内业两种 二、测量工作的基本原则

“从整体到局部、先控制后碎部”——基本原则 “步步有检核”

1．1．5 测量误差的基本知识

一、测量误差来源 （一）误差来源 1、仪器误差：

一来自制造：度盘偏心差、刻划误差等 二来自使用与校正：轴系间正确关系 与观测者无关

2、观测误差：读数误差、尺不直误差、对中整平误差等 观测者自身带来

3、外界条件的影响：风、温度、阳光等自然因素 （二）常用测量形式

按观测条件分为

等精度测量：观测条件相同（如测回法多测回提高精度）

非等精度测量：观测条件不同（计算繁琐）

（三）粗差（错误）与误差

不同概念，为避免粗差，一方面要认真，另一方面要有检校措施。 二、测量误差的分类

系统误差 偶然误差 （一）系统误差

特性：具有规律性、累积性的误差

产生原因：仪器、工具制造或校正不完善 影响：有些可用计算改正或用观测方向消除 （二）偶然误差

产生原因：由人、仪器、外界条件等多方面因素造成 特性：（1）误差的绝对值不超过一定限值